Колір у вузькосмуговій зйомці: палітри SHO та часто використовувані скрипти кольорового картування

Кольорове рішення вузькосмугових зображень — це перша стіна, у яку впирається чимало людей, коли переходять із RGB/LRGB у сферу вузькосмугової зйомки. У цій статті я зібрав докупи уявлення та інструменти, які назбирав за останні кілька років роботи з кольором у вузькосмуговій зйомці — від базових понять і принципу палітр SHO до нормалізації каналів і різноманітних корисних скриптів, — щоб ті, хто ще намацує свій шлях, мали карту, за якою можна орієнтуватися.

Спочатку сформуйте правильне ставлення

Вузькосмугова астрофотографія насправді не зводиться до того, щоб просто запхати SHO в канали RGB у різних перестановках (SHO, HSO, HOO…); зазвичай такий підхід дає незадовільний результат.

Це так само, як обробка туманності після видалення зір: річ не вирішується простим додаванням зір назад — так ви часто отримуєте натомість збляклі зорі або зміну кольору. Справжнє ноу-хау ховається саме в цих ключових деталях.

Ілюстрація того, як відрізняються результати кольорового рішення вузькосмугового знімка залежно від рівня обробки

Тому моя порада така: новачок, який береться за вузькосмугову обробку зображень, повинен неодмінно спершу навести лад у власному домі. Спочатку добре опануйте RGB і LRGB, а тоді поступово, крок за кроком, переходьте до вузькосмугової зйомки. Виняток — якщо ви вмієте програмувати і не маєте жодних труднощів із PixelMath, тоді, можливо, зможете просуватися на обох фронтах одночасно, але маю сказати, що це нелегко.

Зображення нижче — це той самий вихідний файл, оброблений на різних рівнях навчання. Тільки на одне питання — «як зафарбовувати пил» — від розуміння принципу до вміння дійсно втілити його на практиці — я вчився два роки: це не так просто, як трохи підняти насиченість.

Порівняння результатів вузькосмугової обробки того самого вихідного файлу на різних етапах навчання

Що таке палітра SHO

Кольорове рішення SHO — це поширений в астрофотографії «метод кольорового картування вузьких смуг»: він використовує особливості світіння трьох газів, щоб на етапі постобробки розподілити сигнали різних смуг за різними кольорами і тим самим «візуалізувати» розподіл різних елементів усередині туманності.

Її найбільша перевага в тому, що туманність, яка неозброєним оком здається суцільно червоною, під SHO розділяється на шари, завдяки чому її структура, межі та відмінності в енергії стають цілком чіткими. При цьому SHO не має сталого вигляду — відтінок, насиченість та інтенсивність можна повністю підлаштовувати під стиль і смак фотографа, тож це водночас і метод наукового відображення, і форма космічної художньої творчості.

Нижче на трьох зображеннях показано три різні способи зіставлення каналів.

1. Кисень синій, сірка червона, водень посередині

Демонстрація кольорового рішення SHO, де OIII відповідає крижано-блакитному, SII — яскраво-червоному, а Ha передано темним оранжево-жовтим

OIII (кисень) → крижано-блакитний
Ha (водень) → темний оранжево-жовтий
SII (сірка) → яскраво-червоний

Ділянки, багаті на кисень, набувають крижано-блакитного кольору, багаті на сірку — червоного, а водень опиняється між червоним і зеленим і перетворюється на тепле темне оранжево-жовте світіння; у деяких місцях, де він стикається з киснем, проступає рожевий відтінок.

2. Природна на вигляд палітра: водень зелений, кисень синій, сірка червона

Це зображення демонструє інший спосіб кольорового рішення SHO: Ha відповідає переважно зеленому, OIII — синьому, а SII — червоному. Він трохи відрізняється від традиційної палітри Габбла: таке зіставлення наближає кольори туманності до природнішого вигляду, водночас зберігаючи властивість вузькосмугових зображень розкривати розподіл елементів.

Демонстрація природної на вигляд SHO-палітри, де Ha схиляється до оливково-зеленого, OIII — до небесно-блакитного, а SII — до цегляно-червоного

Ha → приглушений оливково-/трав’яно-зелений — не яскравий насичений зелений, а спокійний природний зелений із відтінком стриманості, який використовується, щоб окреслити основний каркас і контури туманності.
OIII → від небесно-блакитного до озерно-синього, наче колір ясного неба або мілководної морської поверхні; він дає прохолодне, прозоре відчуття, розподіляється переважно на великих ділянках і створює атмосферу простору та ефірності.
SII → цегляно-червоний / обпалений оранжево-червоний — не такий різкий, як чистий червоний, а теплий червоний з оранжевим відтінком, що виглядає щільнішим і зосереджений переважно внизу та на краях зображення, підкреслюючи відчуття енергії, немов полум’я чи лава.

Завдяки такому кольоровому рішенню межі поширення різних іонізованих елементів видно з першого погляду, що надає туманності об’ємності, подібної до «кольорової карти».

3. Варіант, близький до традиційної палітри Габбла

Останнє зображення цієї серії використовує кольорове рішення SHO, близьке до традиційної «палітри Габбла»: SII відповідає червоному, Ha — зеленому, а OIII — синьому. Цей спосіб зіставлення вперше набув поширення завдяки космічному телескопу «Габбл», а його мета — перетворити світло трьох вузьких смуг на кольори, які може розрізнити людське око.

Демонстрація кольорового рішення SHO, близького до палітри Габбла (SII червоний, Ha зелений, OIII синій); зображення ще не зазнало значного підсилення і виглядає тьмяним

Червоний колір сірки (SII) додає стриманих перехідних градацій
Зелений колір водню (Ha) формує основну структуру та контури
Синій колір кисню (OIII) розстеляється по порожнинах і краях

Це поєднання дає змогу виділити складну морфологію туманності та відмінності в енергії, перетворюючи газ, який раніше було важко розрізнити і який нашаровувався пласт за пластом, на космічну картину, подібну до олійного живопису.

Примітка: зображення вище перебуває на етапі кольорового рішення і майже не зазнало значного підсилення, тому виглядає тьмяним.

Нормалізація каналів і компроміси «перетворення кольору в один клік»

Останніми роками в інтернеті стало популярним за допомогою PixelMath перетворювати HOO на палітру SHO одним клацанням — це дуже легко в користуванні, швидко і дружньо до новачків. Однак, спробувавши це на зображеннях, які я раніше знімав із двосмуговим фільтром, я виявив, що готові результати часто виглядають дуже подібними один до одного (їм бракує різноманітності).

Порівняння «до» і «після» перетворення HOO на SHO одним клацанням у PixelMath

Коли ви користуєтеся такими формулами, моя порада така:

Для початківців: користуйтеся ними обережно й за потреби самостійно коригуйте кольори. Крім того, майте на увазі, що ці формули PixelMath лише нормалізують канали (Normalization) і не мають жодної іншої функції для підсилення деталей, тож усе одно варто спершу гарно опанувати основи, а кольорове рішення залишити наостанок.
Для просунутих: перегляньте відео автора оригіналу, щоб зрозуміти принцип, розберіть кроки на складові й зробіть їх своїми, додавши до свого набору інструментів ще один. Коли ви натрапите на проблему, яку не можете розв’язати одразу, мати під рукою ще один інструмент, на який можна перемкнутися, дуже допомагає.

Часто вживані скрипти для кольорування у вузькосмуговій зйомці

Процеси та скрипти PI можуть самостійно розробляти й випускати учасники спільноти — саме тому останніми роками PI вдавалося так швидко розвиватися в обробці астрономічних зображень у ногу зі спільнотою. Вважаєте, що офіційний процес написано погано або оновлюють його надто повільно? Можете просто написати свій. Якщо ви астроном-аматор, який уміє програмувати, форум PixInsight — безумовно те місце, де можна показати свій талант на повну. Нижче — кілька скриптів, якими я часто користуюся або які рекомендую.

Ілюстрація робочого інтерфейсу скрипту для кольорування вузькосмугових зображень

Ілюстрація результату роботи скрипту для кольорування вузькосмугових зображень

SHO-AIP

Якщо змішування каналів у PixelMath вас лякає, SHO-AIP — чудова альтернатива. Він працює як у лінійному, так і в нелінійному стані та дає змогу одразу переглянути результат. HSO, HOO і SHO на зображенні нижче отримані саме цим скриптом. Якщо PixelMath здається вам не надто інтуїтивним, це саме те, що варто використати.

Порівняння трьох варіантів кольору — HSO, HOO і SHO, отриманих за допомогою скрипту SHO-AIP

Color Shifter

Це також скрипт, який часто використовують для кольорування вузькосмугових зображень; він добре підходить для тонкого налаштування відтінку. Якщо у вашому PI його немає вбудованого, невеликий пошук у Google допоможе знайти місце для завантаження.

NB Colour Mapper

Цей скрипт спільно розробили Майк Кренфілд (Mike Cranfield) і Адам Блок (Adam Block), і його особливість у тому, що він може виконувати кольорування вузькосмугових каналів у лінійному стані. Більшість поширених скриптів для змішування каналів працюють у нелінійному стані, тож об’єднання в лінійному стані залишає зображенню більше простору для подальшої обробки вже після злиття каналів.

Ілюстрація скрипту NB Colour Mapper

NB to RGB Star Combination

Якщо ви знімали у вузькосмуговому режимі (монохромною камерою або з двосмуговим фільтром), але не знімали зорі в RGB, я раджу спершу відокремити зорі в лінійному стані, а потім цим скриптом перетворити лінійні вузькосмугові зорі на зорі з кольором, близьким до RGB — результат виходить доволі добрим.

Традиційно, щоб упоратися з тими пурпуровими або зеленими вузькосмуговими зорями, залишалося тільки прибрати насиченість кольору або пройти через доволі складні кроки, щоб отримати зорі RGB; натомість цей скрипт дає змогу за один крок отримати зорі RGB з відносно нормальним кольором. Скрипт можна отримати в репозиторії скриптів PI від setiastro: https://raw.githubusercontent.com/setiastro/pixinsight-updates/main/

Ілюстрація результату перетворення вузькосмугових зір на кольори RGB за допомогою NB to RGB Star Combination

Офіційні навчальні матеріали

Ще й досі дивитеся ті відео з обробки, у яких навіть сам автор до пуття не розуміє принципу? Ще й досі застосовуєте готові формули PixelMath, а потім раз у раз стикаєтеся з проблемами кольору або отримуєте результат, що виглядає одноманітно й прісно?

Команда PixInsight випустила на своєму офіційному каналі YouTube навчальні відео з обробки вузькосмугових зображень, у яких пояснено базові елементи вузькосмугової обробки разом із формулами PixelMath. Якщо ви ще не знайомі з вузькосмуговою обробкою, їх точно варто подивитися; а щодо таких скриптів, як NB Colour Mapper, докладні пояснення та демонстрації є й на каналі Адама Блока.

Офіційні навчальні відео PixInsight з обробки вузькосмугових зображень (усього три):

Ілюстрація з офіційного навчального матеріалу з обробки вузькосмугових зображень

Докладний опис NB Colour Mapper можна знайти, здійснивши пошук на YouTube-каналі Адама Блока.